Étude de l’impact de l’expression de variants d’épissage sur les fonctions biologiques de P2RX7 : rôle dans l’adénocarcinome broncho-pulmonaire humain

Assessing the impact of the expression of splice variants on the biological functions of P2RX7 : role in human bronchopulmonary adenocarcinoma

• Auteur / Autrice : Jonathan Benzaquen
• Direction : Valérie Vouret-Craviari
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 18/12/2020
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Côte d’Azur (2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche sur le cancer et le vieillissement (Nice)
• Jury : Président / Présidente : Paul Hofman
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Paul Hofman, Benjamin Besse, Frédérique Vegran, Sébastien Roger, Laetitia Seguin
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Benjamin Besse, Frédérique Vegran

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunomodulation

Poumon -- Cancer

Cancer

Épissage alternatif

Récepteurs purinergiques

Mots clés libres

P2RX7/P2X7

Purinorécepteurs

ATPe

Épissage alternatif

Cancer

Immunomodulation

P2RX7/P2X7

Purinoceptor

EATP

Alternative splicing

Cancer

Immunomodulation

Résumé

Le cancer du poumon, découvert classiquement à un stade avancé et non opérable, est la première cause de décès par cancer. Les avancées en immunothérapie anti tumorale ont changé le pronostic de cette pathologie en positionnant cette approche comme un élément principal de la prise en charge à ce jour. Néanmoins la survie à cinq ans du cancer du poumon, tous stades confondus, reste inférieure à 20% et il est donc nécessaire de mieux comprendre sa physiopathologie afin d’identifier de nouvelles approches thérapeutiques. Mon laboratoire d’accueil a récemment montré que le récepteur purinergique P2RX7 restreint le développement de tumeurs dans un modèle murin en orchestrant une réponse immunitaire anti tumorale. L’expression de P2RX7 a été montrée dans l’adénocarcinome bronchique humain (LUAD) mais sa fonction n’a jamais été étudiée. Les objectifs de mon projet de recherche étaient de comprendre pourquoi les cellules tumorales du LUAD expriment P2RX7 dont l’une des fonctions est de déclencher leur propre mort. Nous avons émis l’hypothèse que l’expression de variants d’épissage pourrait impacter les fonctions biologiques de P2RX7. J’ai montré que l’isoforme P2RX7A pleine taille et trois variants d'épissage alternatif P2RX7B, H, J sont exprimés dans les tissus LUAD et qu’il y a globalement moins de messagers dans les tissus tumoraux que dans les tissus sains adjacents. Après avoir développé un essai pour mesurer l’activité biologique de P2RX7, nous avons démontré que seul P2RX7 exprimé dans les cellules immunitaires pulmonaires est fonctionnel, et qu’il existe une altération de ses fonctions biologiques uniquement dans le compartiment tumoral. J’ai ensuite caractérisé le mécanisme moléculaire qui conduit à l’expression d’un récepteur dont la fonction biologique est altérée. Ce mécanisme repose sur l’expression différentielle du variant d'épissage P2RX7B et à la capacité de l’isoforme P2RX7B d’hétéro-oligomériser avec P2RX7A pour former un récepteur moins fonctionnel. Enfin, j’ai observé que les tumeurs des patients LUAD qui présentent un niveau d’expression élevé de P2RX7B sont très faiblement infiltrées en cellules immunitaires. L’ensemble de mes résultats positionnent P2RX7B comme un biomarqueur péjoratif pour les patients souffrant de LUAD, et comme un outil théranostique prometteur dans une perspective curative.

Lung cancer, classically discovered at an advanced and non-operable stage, is the leading cause of cancer death. Advances in anti-tumor immunotherapy have changed the prognosis of this pathology by positioning this approach as a central element of therapy. Nevertheless, the five-year survival, all stages confused, remains less than 20% and it is therefore necessary to better understand the pathophysiology of this disease in order to identify new therapeutic approaches. My PhD host laboratory has recently shown that the purinergic receptor P2RX7 restricts tumor development in a murine model by orchestrating an anti-tumor immune response. The expression of P2RX7 has been shown in lung adenocarcinoma (LUAD) but its function has never been studied. The aims of my research project were to understand why LUAD tumor cells express P2RX7, one of the functions of which is to trigger their own death. We hypothesized that the expression of splice variants could impact the biological functions of P2RX7. I showed that the full size P2RX7A isoform and three alternative splice variants P2RX7B, H, J are expressed in LUAD tissues and that there are globally less messenger’s RNA in tumor tissues than in adjacent healthy tissues. After developing an assay to measure the biological activity of P2RX7, we demonstrated that only P2RX7 expressed in lung immune cells is functional, and that there is an alteration of its biological activities only into tumor compartment. I then characterized the molecular mechanism that leads to the expression of a receptor whose biological function is altered. This mechanism is relying on the differential expression of the P2RX7B splice variant and the ability of the P2RX7B isoform to hetero-oligomerize with P2RX7A to form a less functional receptor. Finally, I observed that tumors of LUAD patients having a high level of P2RX7B expression are very poorly infiltrated with immune cells.All these results position P2RX7B as a pejorative biomarker for LUAD patients and as a promising theranostic tool in a curative perspective.